HAL Id: tel-01272533
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Submitted on 11 Feb 2016
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aux contextes hydrogéologique et paléo-environnemental des massifs alpins : exemple du versant sud de la
moyenne Maurienne
Gregoire Mommessin
To cite this version:
Gregoire Mommessin. Étude des perturbations thermiques profondes associées aux contextes hy- drogéologique et paléo-environnemental des massifs alpins : exemple du versant sud de la moyenne Maurienne. Sciences de la Terre. Université Grenoble Alpes, 2015. Français. �NNT : 2015GREAA013�.
�tel-01272533�
Pour obtenir le grade de
DOCTEUR DE L’UNIVERSITÉ DE GRENOBLE
Spécialité :Sciences de la Terre, de l’Univers et de l’Environnement
Arrêté ministériel : 7 août 2006
Présentée par
Grégoire Mommessin
Thèse dirigée parGilles Ménard et codirigée parMarc Dzikowski
préparée au sein du laboratoire EDYTEM – Université de Savoie – CNRS et de l’Ecole DoctoraleSISEO
Étude des perturbations
thermiques profondes associées aux contextes hydrogéologique et paléo-environnemental des massifs alpins
Exemple du versant sud de la moyenne Maurienne
Thèse soutenue publiquement le1erjuillet 2015, devant le jury composé de :
M. Dominique Gasquet
Professeur, Université de Savoie, Président
M. Frederick Delay
Professeur, Université de Strasbourg, Rapporteur
M. Alain Dupuy
Maître de conférences, Bordeaux INP - ENSEGID, Rapporteur
M. Hervé Jourde
Professeur, Université Montpellier 2, Examinateur
M. Jean-Christophe Maréchal
Responsable de l’unité Nouvelles Ressources en Eau et Economie, BRGM Mont- pellier, Examinateur
M. Gilles Ménard
Chargé de recherche, Université de Savoie - CNRS, Directeur de thèse
M. Marc Dzikowski
Maître de conférences, Université de Savoie, Co-Directeur de thèse
Mme Carole Marty
Lyon Turin Ferroviaire, Invitée
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❈❛r❛❝tér✐st✐q✉❡s ❤②❞r♦❣é♦❧♦❣✐q✉❡s ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✶✸
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❊✛❡t ❞❡s ✈❛r✐❛t✐♦♥s t❡♠♣♦r❡❧❧❡s ❞❡ ❧❛ t❡♠♣ér❛t✉r❡ ❞✉ s♦❧ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✷✵
❘❛♣♣❡❧ s✉r ❧❡s éq✉❛t✐♦♥s ❞é❝r✐✈❛♥t ❧❡ tr❛♥s❢❡rt ❞❡ ❝❤❛❧❡✉r ♣❛r ❝♦♥❞✉❝t✐♦♥ ✷✵
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❊✛❡t ❞❡ ❧❛ ❝♦♥✈❡❝t✐♦♥ ❡♥ ré❣✐♠❡ ♣❡r♠❛♥❡♥t s✉r ❧❡s ♠❛ss✐❢s ♠♦♥t❛❣♥❡✉① ✷✷
❈♦♥✈❡❝t✐♦♥ t❤❡r♠✐q✉❡ tr❛♥s✐t♦✐r❡ ❞❛♥s ❧❡s ❆❧♣❡s ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✷✺
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✈✐ ➱t✉❞❡ ❞❡s ♣❡rt✉r❜❛t✐♦♥s t❤❡r♠✐q✉❡s ♣r♦❢♦♥❞❡s ❛ss♦❝✐é❡s ❛✉① ❝♦♥t❡①t❡s ❤②❞r♦❣é♦❧✳ ❡t ♣❛❧é♦✲❡♥✈✳ ❞❡s ♠❛ss✐❢s ❛❧♣✐♥s
✷ Prés❡♥t❛t✐♦♥ ❞❡ ❧❛ ③♦♥❡ ❞✬ét✉❞❡ ❡t ❞❡s ❞♦♥♥é❡s ❞✐s♣♦♥✐❜❧❡s ✷✾
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■■ ➱t✉❞❡ ❞❡s ❡✛❡ts t❤❡r♠✐q✉❡s ❞❡s ❝✐r❝✉❧❛t✐♦♥s ✻✶
✸ ❯t✐❧✐s❛t✐♦♥ ❞❡s ❞✐❛❣r❛♣❤✐❡s ♣♦✉r ❧❛ ❝❛r❛❝tér✐s❛t✐♦♥ ❤②❞r♦❣é♦❧♦❣✐q✉❡ ❡t t❤❡r✲
♠✐q✉❡ ❞❡ ❧❛ ③♦♥❡ ❞✬ét✉❞❡ ✻✸
✸✳✶ P❡rt✉r❜❛t✐♦♥s t❤❡r♠✐q✉❡s ✐♥❞✉✐t❡s ♣❛r ❧❡ ❢♦r❛❣❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✻✺
✸✳✶✳✶ P❡rt✉r❜❛t✐♦♥s t❤❡r♠✐q✉❡s ❧✐é❡s ❛✉① ❝✐r❝✉❧❛t✐♦♥s ❞❛♥s ❧❡ ❢♦r❛❣❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✻✺
❈✐r❝✉❧❛t✐♦♥ ♣ér❡♥♥❡ ❞❡s❝❡♥❞❛♥t❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✻✺
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❈✐r❝✉❧❛t✐♦♥ t❡♠♣♦r❛✐r❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✻✼
✸✳✶✳✷ P❡rt✉r❜❛t✐♦♥s t❤❡r♠✐q✉❡s ❧✐é❡s à ❧❛ ❢♦r❛t✐♦♥ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✻✼
✸✳✷ ❈❛r❛❝tér✐s❛t✐♦♥ ❤②❞r♦❣é♦❧♦❣✐q✉❡ ❡t t❤❡r♠✐q✉❡ ❞❡ ❧❛ ③♦♥❡ ❞✬ét✉❞❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✻✾
✸✳✷✳✶ Pr♦❜❧é♠❛t✐q✉❡s ❤②❞r♦❣é♦❧♦❣✐q✉❡s ❡t t❤❡r♠✐q✉❡s ♠✐s❡s ❡♥ é✈✐❞❡♥❝❡ ♣❛r
❧✬❛♥❛❧②s❡ ❞❡s ❞✐❛❣r❛♣❤✐❡s ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✻✾
❈✐r❝✉❧❛t✐♦♥ ♣r♦❢♦♥❞❡ ❞❛♥s ❧❡ s❡❝t❡✉r ❙❛♣❡②✲❖r❣èr❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✻✾
❈❛r❛❝tér✐s❛t✐♦♥ ❤②❞r♦❣é♦❧♦❣✐q✉❡ ❡t t❤❡r♠✐q✉❡ à ♣❛rt✐r ❞❡ ❞✐❛❣r❛♣❤✐❡s
♣❡rt✉r❜é❡s ♣❛r ❞❡s ❝✐r❝✉❧❛t✐♦♥s ✐♥❞✉✐t❡s ♣❛r ❧❡ ❢♦r❛❣❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✻✾
✸✳✷✳✷ ❈✐r❝✉❧❛t✐♦♥ ♣r♦❢♦♥❞❡ à ♣r♦①✐♠✐té ❞✉ ❢r♦♥t ❞✉ ❍♦✉✐❧❧❡r ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✼✵
❆♥♦♠❛❧✐❡ t❤❡r♠✐q✉❡ à ♣r♦①✐♠✐té ❞✉ ❢r♦♥t ❞✉ ❍♦✉✐❧❧❡r ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✼✵
❈♦♥t❡①t❡ ❤②❞r♦❣é♦❧♦❣✐q✉❡ ❡t ❤②♣♦t❤ès❡ s✉r ❧❛ ♣rés❡♥❝❡ ❞✬✉♥❡ ❝✐r❝✉❧❛✲
t✐♦♥ ♣r♦❢♦♥❞❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✼✷
❉✐s❝✉ss✐♦♥ s✉r ❧✬ét❛t t❤❡r♠✐q✉❡ ❞✉ ♠❛ss✐❢ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✼✼
✸✳✷✳✸ ●r❛❞✐❡♥ts ❡♥ ❝♦♥❞✉❝t✐♦♥ ❞❡ ❧❛ sér✐❡ s✐❧✐❝❡✉s❡ ❞❡ ❱❛♥♦✐s❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✼✽
●ré❣♦✐r❡ ▼♦♠♠❡ss✐♥ ✈✐✐
Pr♦✜❧s t❤❡r♠✐q✉❡s ♦❜s❡r✈és ❞❛♥s ❧❛ sér✐❡ s✐❧✐❝❡✉s❡ ❞❡ ❱❛♥♦✐s❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✽✵
P❤é♥♦♠è♥❡ ♣♦✉✈❛♥t ❡①♣❧✐q✉❡r ❧❡s ♣r♦✜❧s t❤❡r♠✐q✉❡s ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✽✻
✸✳✸ ❈♦♥❝❧✉s✐♦♥ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✾✷
✹ ❊✛❡t ❧❛tér❛❧ ❞❡ ❧✬❛❝t✐✈❛t✐♦♥ ❞✬✉♥❡ ❝✐r❝✉❧❛t✐♦♥ ♣r♦❢♦♥❞❡ ✾✸
✹✳✶ ❈♦♥str✉❝t✐♦♥ ❞✉ ♠♦❞è❧❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✾✺
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P❛r❛♠ètr❡s ❤②❞r♦❞②♥❛♠✐q✉❡s ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✶✵✺
❈❛♣❛❝✐té ❡t ❝♦♥❞✉❝t✐✈✐té t❤❡r♠✐q✉❡ ❞❡s r♦❝❤❡s ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✶✵✺
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❈❛s ❞✬✉♥ ♠♦❞è❧❡ ✷❉ à s✉r❢❛❝❡ ✐♥❝❧✐♥é❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✶✸✽
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✶✳✷ ❊✛❡t ❞❡ ❧❛ ❝♦✉✈❡rt✉r❡ ❡t ❞❡ ❧❛ ❧✐t❤♦❧♦❣✐❡ s✉r ❧❛ ♣❡r♠é❛❜✐❧✐té ❝❛❧❝✉❧é❡ ❡♥ t✉♥♥❡❧ ✾
✶✳✸ P❤é♥♦♠è♥❡ ❞❡ ♣♦✉ssé❡ ❛✉ ✈✐❞❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✶✷
✶✳✹ P❤é♥♦♠è♥❡ ❞❡ ❜❛❧❛♥❝❡♠❡♥t ❞❡ ✈❡rs❛♥t ✿ ❛✉ s♦♠♠❡t ❞❡s ③♦♥❡s ❜❛❧❛♥❝é❡s✱ ✐❧ ❡st
❢réq✉❡♥t ❞❡ ✈♦✐r ❞❡s tr❛♥❝❤é❡s ❬❇♦r❞❡t✳ ✶✾✺✾❪✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✶✸
✶✳✺ P❤é♥♦♠è♥❡ ❞❡ ❣❧✐ss❡♠❡♥t ♣❛r ❞és❛❣ré❣❛t✐♦♥ ❞❡ ❧❛ ♠❛ss❡ ❞✉ ✈❡rs❛♥t ❡t ♠♦r✲
♣❤♦❧♦❣✐❡ ❛ss♦❝✐é❡ ❬❇♦r❞❡t✳ ✶✾✺✾❪✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✶✹
✶✳✻ ❙❝❤é♠❛ ré❝❛♣✐t✉❧❛t✐❢ ❞❡ ❧✬❤②❞r♦❣é♦❧♦❣✐❡ ❞❡s ♠❛ss✐❢s ❛❧♣✐♥s✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✶✻
✶✳✼ ❊①❡♠♣❧❡ ❞✉ ❝❤❛♠♣ ❞❡ t❡♠♣ér❛t✉r❡s s♦✉s ✉♥❡ ✈❛❧❧é❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✶✽
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✷✳✼ ▲♦❣ s②♥t❤ét✐q✉❡ ❞❡ ❧❛ sér✐❡ ❞❡ ❱❛♥♦✐s❡ ❬●❛❜❛❧❞❛✳ ✷✵✵✽✱ ♠♦❞✐✜é❪ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✸✽
✷✳✽ ❈♦✉♣❡ ❣é♦❧♦❣✐q✉❡ ❞❡ ❧❛ ③♦♥❡ ❱❛♥♦✐s❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✸✾
✷✳✾ ❚❡♠♣ér❛t✉r❡s ❡t ♣ré❝✐♣✐t❛t✐♦♥s ♠❡♥s✉❡❧❧❡s à ❧❛ st❛t✐♦♥ ♠été♦r♦❧♦❣✐q✉❡ ❞✉ ❚❤②❧ ✹✵
✷✳✶✵ Pré❝✐♣✐t❛t✐♦♥s ♠♦②❡♥♥❡s ❛♥♥✉❡❧❧❡s ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✹✶
✷✳✶✶ ❚❡♠♣ér❛t✉r❡s r❡❝♦♥st✐t✉é❡s s✉r ❧❡ s✐t❡ ❞✉ ❢♦r❛❣❡ ●■❙P✷ ✭●r♦❡♥❧❛♥❞✮ ❞❡♣✉✐s 50 ka BP ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✹✷
① ➱t✉❞❡ ❞❡s ♣❡rt✉r❜❛t✐♦♥s t❤❡r♠✐q✉❡s ♣r♦❢♦♥❞❡s ❛ss♦❝✐é❡s ❛✉① ❝♦♥t❡①t❡s ❤②❞r♦❣é♦❧✳ ❡t ♣❛❧é♦✲❡♥✈✳ ❞❡s ♠❛ss✐❢s ❛❧♣✐♥s
✷✳✶✷ ❘❛❞✐♦❛❝t✐✈✐té ❞❡s ♣r✐♥❝✐♣❛❧❡s r♦❝❤❡s sé❞✐♠❡♥t❛✐r❡s ❡♥ ❆P■ ❬❈❤❛♣❡❧❧✐❡r✳ ✶✾✽✼❪✳ ✹✺
✷✳✶✸ ❊✛❡t ❞❡ ❧❛ ❝♦♥st❛♥t❡ ❞❡ t❡♠♣s s✉r ❧❛ ♠❡s✉r❡ ❞✬✉♥ s✐❣♥❛❧ ●❘ ♠♦②❡♥ ❞❡ ✶✵ ❝♣s ✹✺
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